大模型 革命 爆發(fā)后，英偉達的GPU一躍成為比黃金還珍貴的資源。 臺積電的產(chǎn)線全速運轉，訂單交付依舊遙遙無期。 科技公司們干著急的同時，開始思考起一個問題：誰能提供替代品，打破英偉達的壟斷？最受期待的是英偉達的老對手AMD。昨天凌晨，AMD推出了新一代AI芯片MI300X，并拉來了微軟、Meta等科技公司高管站臺，正式向“壟斷者”英偉達發(fā)起沖鋒。然而，據(jù)AMD自己的估算，2024年公司的AI芯片收入大約是20億美金——還不到英偉達三季度數(shù)據(jù)中心收入的1/7[1]。這么一對比，AMD顯然更適合坐小孩兒那桌。事實上，如果按照收入計算，AMD甚至不是全球第二大AI芯片公司，這個稱號其實屬于博通。博通是全球最大的通信公司之一。研究機構Semianalysis的預估，AI芯片會在2024年給博通帶來80-90億美金的收入，幾乎是AMD的4倍有余[2]。過去一年，博通的市值因AI芯片節(jié)節(jié)攀升，令同為通信巨頭的高通羨慕不已。估計黃仁勛也沒想到，前有產(chǎn)能問題后有出口禁令，自己忙前忙后還得挨罵，你小子居然躲在后面悶聲發(fā)大財。在英偉達的芯片霸權之下，博通為什么成了大贏家？1+1＜2博通的故事，要從谷歌講起。2016年，谷歌DeepMind團隊帶著AlphaGo驚艷亮相，以4-1戰(zhàn)勝韓國圍棋國手李世石，又在第二年擊敗了柯潔。伴隨著AlphaGo的出圈，幕后功臣TPU也走到臺前。TPU是谷歌自研的AI芯片，用于取代英偉達的GPU。當時，英偉達的GPU主要服務于游戲玩家，在AI訓練時圖形單元集體摸魚，存在明顯的性能浪費。因此，谷歌重新設計了芯片架構，并找到了一個關鍵的合作方——博通。谷歌設計的芯片藍圖，都由博通進行物理實現(xiàn)。物理實現(xiàn)是芯片設計的后半程，是將邏輯電路轉換為有物理連接的電路圖的過程。博通繪制好物理版圖后，再送去臺積電流片，流片成功后的芯片正式進入制造環(huán)節(jié)，整個過程也都由博通和臺積電進行反饋和調(diào)整。簡單來說，博通算是谷歌自研TPU時找的外包商。裝載了TPU的數(shù)據(jù)中心谷歌之所以找博通合作，不僅是看中了博通的芯片設計能力，更因為它能解決一個關鍵問題：芯片之間的通信問題。眾所周知，算力不足是制約人工智能行業(yè)前進最重要的因素，這背后其實是通信的鍋。通常情況下，AI芯片中的計算單元其實已經(jīng)完成了計算，但受制于通信效率，只能傳輸那么多算力。也就是兩塊芯片合作工作，性能并不是簡單的1+1=2。換個簡單易懂的說法，AI芯片相當于一家做外賣的商鋪，它一小時能做100單的外賣，但同一時間段的外賣騎手最多只能送50單。所以美國在第一輪芯片制裁時，選擇一刀砍在芯片通信速率上，顯然是知道七寸在哪兒。兩個芯片之間的通信有損耗可能不是大問題，但數(shù)據(jù)中心內(nèi)動輒成百上千個芯片共同運作，由此帶來的性能損耗就足夠讓資本家肉疼了。考慮到AI訓練對大規(guī)模并行計算的苛刻需求，怎么讓1+1盡可能等于2，成了迫在眉睫的問題。博通作為通信巨頭，恰巧擁有能讓1+1盡可能接近于2的工具，最關鍵的是一個叫做SerDes（串行器/解串器）的通信技術。SerDes接口通過在傳輸之前將低速并行數(shù)據(jù)轉換為高速串行數(shù)據(jù)，然后在接收端轉換回并行數(shù)據(jù)，目的在于允許數(shù)據(jù)從一個TPU高速移動到另一個TPU，提升信號傳輸效率。而在該領域，博通是無可爭議的壟斷巨頭。在全球50GB/S的SerDes市場中，博通占據(jù)了76%的市場份額[4]。有了博通的加持，谷歌自研芯片的項目進展出人意料地順利。TPU從設計開始，僅用15個月時間就部署進了自家數(shù)據(jù)中心。經(jīng)過測試，初代TPU的性能和功耗都大大勝過了英偉達同期的GPU。隨著大模型戰(zhàn)爭拉開序幕，谷歌大舉增加了TPU訂單，使得博通一躍成為僅次于英偉達的AI芯片廠商。谷歌吃完自研AI芯片的螃蟹，Meta、亞馬遜、特斯拉這些不想交英偉達稅的科技巨頭，自然是拿起谷歌的作業(yè)就抄，也就無一幸免地復刻了谷歌的關鍵步驟：與博通合作。也許有人會問：這么關鍵的技術，怎么就落到博通手里了？答案可能有些出人意料：不能說是天上掉餡餅，但也差不多。買來的護城河2021年，有著美國芯片界奧斯卡之稱的DesignCon，將“年度工程師獎”的殊榮頒給了一位華人女性：Cathy Liu。她畢業(yè)于清華大學，2002年開始研究SerDes相關技術，在美國擁有20多項專利。如今，她領導著博通的SerDes團隊，擔任首席架構師。博通能拿下半個硅谷的定制芯片訂單，可以說與Cathy Liu的個人奮斗息息相關。獎項頒布第二天，這名芯片設計師的職業(yè)經(jīng)歷就在各大媒體間流傳，人們很快發(fā)現(xiàn)了一個有趣的事情：過去20多年，劉女士從未主動請辭，簡歷上卻有4個老東家。在美國完成博士學業(yè)后，Cathy Liu于2002年在一家名為DataPath Systems的公司，開啟職業(yè)生涯。然而不到一年，DataPath就芯片公司LSI所收購。幾年后，LSI又從“獵手”變成了“獵物”，被安華高（Avago）所收購。后來，安華高又收購了博通，順便把自己的名字也改成了博通。而Cathy Liu則伴隨幾次收購，歷經(jīng)輾轉最終成為博通的一員[6]。在這期間，她本人的工作重心倒是沒什么變化，一直專注于SerDes技術的解決方案，很可能辦公室都沒搬過，就莫名其妙換了四次東家。Cathy Liu的職業(yè)經(jīng)歷，其實是通信行業(yè)競爭格局的一個縮影。博通所處的通信行業(yè)，本質是解決信息傳輸?shù)膯栴}。為了讓信息能在不同的設備、地區(qū)之間暢通無阻，就需要一套全世界都認可的標準，就像人與人溝通的最基本條件是語言通用。然而，最高效的標準通常由技術先發(fā)者制定，并且早早申請專利構建護城河。先發(fā)者可以率先打造一座距離最短的橋梁，后來者再想入場，只能想方設法繞路。通信技術處處涉及協(xié)議、標準、接口，追趕一項通信技術往往會在前人的專利墻上折戟。通信公司想要進入對方的專利領域，其中一個常用的方法是“交叉授權”。今年9月，華為和小米就剛結束一場糾纏半年的專利戰(zhàn)，雙方達成包括5G在內(nèi)的通信技術的交叉許可協(xié)議。但這通常發(fā)生在兩個互相忌憚的巨頭之間。當雙方力量懸殊時，行業(yè)內(nèi)更為簡單粗暴的解決方案是：收購。博通的前身安華高，本身僅約5000件專利與申請案，但經(jīng)過針對LSI、PLX、Emulex、CyOptics以及英飛凌光學部門的一系列收購，專利總數(shù)增長至2.3萬件。而最后收購的原博通公司，專利高達2.7萬件。這也是為什么安華高以小吞大原博通后，直接將自己改名為博通公司[5]。高通在基帶芯片上把蘋果的脖子卡的死死的，也是因為高通的老本行其實是通信。相比芯片公司在晶體管的縫隙里挑戰(zhàn)物理學極限的浪漫，通信公司的商業(yè)模式大多樸實無華：收專利費。不僅是SerDes這項技術，連博通向谷歌提供的芯片定制外包服務，也是來源于LSI。順帶一提，黃仁勛在創(chuàng)辦英偉達之前，曾在LSI工作過；昔日東家今日對手，緣分有時就是這么奇妙。過去數(shù)十年，這種“大魚吃小魚、小魚吃蝦米”式吞并，曾反復在通信行業(yè)上演。目前僅剩的通信企業(yè)，大多都是巨無霸，布滿了通信技術的各個節(jié)點。博通在AI芯片的勝利很難說是高瞻遠矚，更像是行業(yè)競爭與自身業(yè)務擴張需求，推動著它四處“吃小魚”，而那枚定制AI芯片的“小魚”剛好成了博通的盤中餐。老黃可以說自己高瞻遠矚地在2006年推出了CUDA，你說博通早二十年就預見了人工智能的浪潮，大概率是沒人信的。當科技公司們風馳電掣地駛進人工智能的高速公路，都被博通早早修好的收費站攔了下來。又一條惡龍谷歌在TPU項目初期把訂單交給博通，其實還有兩個原因：一方面，谷歌是家互聯(lián)網(wǎng)公司，芯片都沒怎么做過，在封裝、內(nèi)存、連接性和光學等領域更是文盲水平，很難自力更生。另一方面，谷歌當時對TPU的需求量并不大，因此外包給博通是最為省力且經(jīng)濟的選擇。但當谷歌需要大規(guī)模量產(chǎn)TPU時，矛盾就出現(xiàn)了。眾所周知，谷歌、亞馬遜等公司選擇自研芯片，是為了降低成本，避開“英偉達稅”。如果選擇自研芯片，定制化程度更高不說，還可以省去大量數(shù)據(jù)中心成本。但結果是躲得過英偉達，躲不過博通。據(jù)The Information爆料，博通從TPU訂單中獲得了70%的利潤率；雖然沒“英偉達稅”那么夸張，但也不是個小數(shù)字。更何況，手握大量專利的博通在合作中格外強勢。2021年，博通就曾趁著全球缺芯潮的間隙，張口就告訴谷歌要漲價30%，沒有回旋余地。雙方因此僵持數(shù)月，最終還是谷歌認了慫。早年，亞馬遜在購買博通的網(wǎng)絡芯片時，也曾對博通的“霸總行徑”苦不堪言：CEO陳福陽（Hock Tan）經(jīng)常在談判時即興漲價，并要求簽署排他協(xié)議。如果亞馬遜提出抗議，博通還會大幅延長交貨時間作為回擊[8]。很顯然，“霸道總裁”風格是刻在博通基因里的。博通CEO陳福陽因此在2019年，谷歌默默在內(nèi)部組建了一個新的團隊，從英特爾和AMD瘋狂挖人，“擺脫博通”的計劃已成為公開的秘密。這讓博通陷入了與英偉達非常相似的難題：自己的客戶，都會變成自己的敵人。博通雖強，但也并非唯一的選擇。博通獅子大開口之后，谷歌的備胎——Marvell也走入大眾的視野。在SerDes市場，Marvell的市場份額為23%，是行業(yè)內(nèi)第二大玩家。不過，至少截至目前，“擺脫博通”都只是一個美好的愿景。谷歌、亞馬遜一面加速自研，一面和博通討價還價，最終都選擇硬著頭皮買單。關于“谷歌要離開博通”的新聞發(fā)酵當天，谷歌就立馬站出來辟謠，表示博通是“優(yōu)秀的合作伙伴”。金融分析師們也普遍站隊博通。德意志銀行在報告里寫到：“我們毫不懷疑博通每推出一代產(chǎn)品都會與其主要客戶展開激烈的價格談判，但博通成功地維持了這些合作關系，我們預計這一次最有可能的結果也是如此[9]。”華爾街日報的總結則更不客氣：谷歌想拋棄博通，還遠不到時候。因此，谷歌目前的目標聽上去也很實際：預計2027年實現(xiàn)自力更生。但這話也沒有說得太滿：“如果博通降價，繼續(xù)合作也是可以考慮的?！钡珜Σ┩▉碚f，他們也許有著更深遠的顧慮。尾聲今年以來，英偉達的股價如同一輛兩只踏板都是油門的超跑，一路暴漲約220%，沖到了全球市值第六。然而，有女版巴菲特之稱的Cathie Wood卻選擇在此時清倉英偉達，驚得一眾基金經(jīng)理摸不著頭腦。木頭姐清倉的理由其實很簡單：英偉達的處境和頂峰時期的思科太過相似了。思科是一家售賣網(wǎng)絡硬件設備的通信公司，曾經(jīng)被視為“互聯(lián)網(wǎng)淘金時代的賣鏟人”，大受追捧。1994年到2000年期間，思科股價上漲了55倍，營收上漲10倍。但隨著全球互聯(lián)網(wǎng)基礎設施搭建完成，思科的“鏟子”漸漸賣不動了。此后20年，反倒是谷歌、亞馬遜、Facebook這樣的軟件公司，成功挖到“金礦”并一躍成為全球最有價值的公司。歷史上，賣鏟子的公司在一飛沖天之后，往往都有著相同的宿命：產(chǎn)品飽和乃至過剩-技術和生產(chǎn)能力開始轉移-最終重新沉寂。當人工智能的基礎設施鋪設完畢，新的芯片可以賣給誰？對英偉達來說，這番“靈魂拷問”其實并不完全適用，因為它還有CUDA搭建起來的軟件護城河，還有多元化的產(chǎn)品組合。相比之下，博通才是更像思科的那一個。參考資料[1] AMD forecasts $2 billion sales of AI chips, helping shares rebound，Reuters[2] Broadcom’s Google TPU Revenue Explosion, Networking Boom, VMWare Integration，semi analysis[3] To Reduce AI Costs, Google Wants to Ditch Broadcom as Its TPU Server Chip Supplier，The Information[4] Marvell收購的Innovium，是唯一能搶下博通份額的網(wǎng)絡芯片廠商，EETimes[5] Avago＋Broadcom＝專利新強權，中國電子報[6] Broadcom’s Cathy Liu Wins DesignCon 2021’s Engineer of the Year Award，all about circuits[7] Nvidia Makes Nearly 1,000% Profit on H100 GPUs: Report，Toms Hardware[8] Amazon Steps Up Silicon Ambitions With New Networking Chip，The Information[9] 博通的AI業(yè)務前路崎嶇，但不會輕易流失，華爾街日報[10] Cathie Wood：我為何拋棄了英偉達，新硅NewGeek封面圖片來自shotdeck編輯：陳彬視覺設計：疏睿責任編輯：陳彬